[发明专利]铁水双辊铸轧‑固态脱碳炼钢的方法

说明书

技术领域

本发明属于碳钢薄带的制造应用领域，特别是一种简单而高效的铁水双辊铸轧-固态脱碳炼钢的新方法。

背景技术

高炉长流程由铁矿冶炼为钢材的过程中经历反复的还原-氧化-还原（脱氧）过程，高炉所产高碳铁水经过铁水预处理-转炉炼钢-炉外精炼-连铸-轧制后成材。转炉吹氧脱碳，由于钢液中氧的溶解度高，高氧势钢液需经合金脱氧并氩气搅拌脱除部分夹杂物和气体后连铸，工序节点多且复杂，冶炼成本高。即便如此，钢中尚存一定量夹杂物和气体而对钢质量造成影响。

双辊铸轧能够生产0.5~3mm铸铁板带，而且生产0.5%C以下钢带已经工业化，解决了钢铁薄带生产问题。

脱碳炼钢技术主要取决于高碳固态Fe-C合金的脱碳速度与脱碳层深度。长崎久弥等开展了白口铁气体脱碳生产白心可锻铸铁的实验研究。在750-1100℃温度范围、不同CO-CO₂-H₂-H₂O气氛条件下的结果表明，在各种气氛下所得到的脱碳层均为均一的铁素体，表层碳含量均处于α铁素体固溶范围，白口生铁中的渗碳体因H₂的存在而难以石墨化，温度升高有利于加速脱碳。

钢的脱碳方面的实验研究多集中于电工钢的脱碳，因为工业生产取向硅钢经常需要脱碳退火处理以控制碳含量和组织结构。此类研究都集中于高硅超低碳范围，因其高硅含量，在钢脱碳过程因硅氧化薄膜阻碍扩散而致其研究结果不能应用于普碳钢。R.J. Fruehan等实验研究了以Al代Si、Mn的TRIP钢（C 0.14%，Mn 1.8%，Si 0.6%，Al 1%）在H₂O-H₂气氛不同条件下(P_H2O/P_H2 0.01-0.32) 843℃退火过程的氧化与脱碳关系。A.R.Marder等实验研究了650-930℃温度范围内含碳量0.026-0.8%钢在加湿H₂-N₂气氛下的脱碳形为。

有关高碳钢的脱碳研究也见报导，但其碳含量均低于A_cm。J.D.Verhoeven研究了过共析Fe-C合金（含碳1.6%）在低于渗碳体溶解度温度（A_CM）和高于珠光体温度下的脱碳，结果表明，脱碳层由铁素体层和奥氏体层组成，后者在冷却后成为珠光体。R.D. Cioffi在800~950℃空气气氛中，对1075钢（C 0.73%，Mn 0.73%，Cr 0.19%）和440A不锈钢（C 0.66%，Cr 13.05%）进行了对比实验，金相分析与显微硬度相结合测定脱碳层深度。

从上述分析可知，目前由铁水双辊铸轧后固态脱碳炼钢的方法非常少，在高碳域和超低碳域的Fe-C合金脱碳方面的研究和在较高加热温度(1000℃~1250℃)下的研究还鲜见报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种铁水双辊铸轧-固态脱碳炼钢的新方法，本发明适用于现有钢铁厂工艺的改进。

本发明采用以下技术方案：

一种铁水双辊铸轧-固态脱碳炼钢的方法，该方法使用的设备包括铁水中间包、双辊铸轧机，所述方法使用的设备还包括固态脱碳炼钢室，该固态脱碳炼钢室为高温气氛密封室，高温气氛密封室设置有支撑辊，固态脱碳炼钢的具体方法步骤为：由高炉或熔融还原生产的铁水，经必要的铁水预处理后，通过铁水中间包，浇至铁水双辊铸轧机内，直接由铁水双辊铸轧机铸轧成薄坯，然后将薄坯直接送至固态脱碳炼钢室内，在固态脱碳炼钢室内气氛压力为0.1MPa~1.0MPa、脱碳温度为900℃~1250℃，反应时间为5min~40min，通过气固反应形式脱除支撑辊上的薄板带中的碳，送出固态脱碳炼钢室。

进一步，所述的固态脱碳炼钢室包含加热保温装置、压力密封入口、压力密封出口、脱碳气入口、脱碳气出口；为一长方体或圆柱体，一端设有压力密封入口，另一端设有压力密封出口，长方体或圆柱体上方设有脱碳气出口，下方设有脱碳气入口，固态脱碳炼钢室内填充有脱碳气体，支撑辊贯通固态脱碳炼钢室直至室外。

进一步，所述的必要的铁水预处理，包括对铁水的脱硅、脱硫、脱磷的一种或几种处理步骤。

进一步，所述的铁水双辊铸轧机铸轧成薄坯用夹辊夹持，通过支撑辊支撑送入固态脱碳炼钢室内。

进一步，铁水双辊铸轧机铸轧成薄坯的厚度为0.1mm~3.0mm。

进一步，所述的铁水双辊铸轧机铸轧成薄坯输运方式是热装热送，在固态脱碳炼钢室内调整脱碳温度。